Компьютерно-реализуемая система прогнозирования зон с повышенным содержанием трещин в массиве горных пород и расчета объемной и сдвиговой деформации

Изобретение относится к области вычислительной техники. Компьютерно-реализуемая система прогнозирования зон с повышенным содержанием трещин в массиве горных пород и расчета объемной и сдвиговой деформации состоит из процессора и памяти, с сохраненными в ней инструкциями, при этом инструкции при их исполнении процессором побуждают процессор: загружать от блока приема и обработки геолого-геофизической информации сейсмические и скважинные данные и от, по меньшей мере, одного внешнего измерительного устройства; определять данные структурных особенностей геологического разреза и структурные данные о положении горизонтов горных пород; выполнять уточнение положения горизонтов по скважинным данным; определять данные о положении горизонтов отсчетной модели, являющейся моделью начального состояния структуры, относительно которой рассчитываются смещения и деформации, при этом деформации в отсчетной модели принимают нулевыми. Технический результат - возможность прогнозирования зон с повышенным содержанием трещин в объеме пласта независимо от размещения скважин с одновременным повышением точности прогнозирования вблизи скважин. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Область техники

[0001] Изобретение относится к области вычислительной техники, более конкретно к средствам для цифровых вычислений и прогнозирования зон с повышенным содержанием трещин в массиве горных пород.

Уровень техники

[0002] В настоящее время существует множество способов цифровых вычислений и обнаружения зон с повышенным содержанием трещин в массиве горных пород. Одним из примеров таких способов является способ обнаружения трещин и оценки ориентации трещин с использованием прибора триаксиального индукционного зондирования, описанного в US 2012/0065889 А1. Известный способ предусматривает определение наличия трещины в пласте, окружающем ствол скважины, пробуренной через подземные горные образования, и включает в себя расчет вертикального удельного сопротивления, горизонтального удельного сопротивления, кажущиеся углы и азимуты падения напластований для множества продольных интервалов между приборами с использованием измерений трехосной индукции. Значения индикатора разрушения и значения ориентации разрушения рассчитываются из поперечных составляющих измерений трехосной индукции. Присутствие трещины указывается, когда, по меньшей мере, одно из значений индикатора трещины превышает выбранный порог, осевой разброс удельного сопротивления превышает порог распространения и когда кажущееся падение пласта превышает выбранный порог.

[0003] Однако известному решению присущи недостатки. Недостаток известного решения заключается в невозможности прогнозирования зон с повышенным содержанием трещин в массиве горных пород вдали от скважины. Более того, известное решение имеет низкую точность расчета объемной и сдвиговой деформации поскольку не выполняет анализ данных структурных особенностей геологического разреза, структурных данных о положении горизонтов и данных о положении горизонтов отсчетной модели, в результате чего невозможно выполнить построение поля деформаций в массиве горных пород.

[0004] Другим примером является метод выявления природных трещин горных пород (патент US 2011/0077918 А1 от 31.03.2011), состоящий в использовании гибридного подхода с конечно-дискретными элементами FEM-DEM в сочетании с анализом риска возникновения трещин и соответствующими критериями возникновения и распространения трещин для их моделирования. Для настройки модели используются скважинные данные, образцы горных пород и сопоставление с наблюдениями за направлением движения потоков флюидов между скважинами. В результате определяются местоположение и характеристики единичных трещин (длина, высота, апертура и их ориентация).

[0005] Недостаток данного метода состоит в том, что создаваемая модель имеет высокую степень неоднозначности самой модели, характеризуемой существованием множества решений, которые соответствуют наблюдаемым данным. Это связано с необходимостью выявления точной геометрии единичных трещин, в отличие от этого метода предлагаемая компьютерно-реализуемая система нацелена не на выявление и моделирование отдельных трещин, а на определение зон с повышенным содержанием трещин для последующего заложения в них скважин, характеризующихся высокими дебитами. При этом используются структурные данные горизонтов и разломов при их наличии, что позволяет построить зональную модель содержания трещин при отсутствии скважин, что невозможно при использовании вышеупомянутого метода.

Раскрытие изобретения

[0006] Задачей изобретения является устранение указанных выше недостатков.

[0007] Техническим результатом при этом является возможность прогнозирования зон с повышенным содержанием трещин в объеме пласта независимо от размещения скважин с одновременным повышением точности прогнозирования вблизи скважин на основе анализа данных структурных особенностей геологического разреза и положения горизонтов.

[0008] Для достижения технического результата предложена компьютерно-реализуемая система прогнозирования зон с повышенным содержанием трещин в массиве горных пород и расчета объемной и сдвиговой деформации, состоящая из процессора и памяти, с сохраненными в ней инструкциями, при этом инструкции при их исполнении процессором побуждают процессор: загружать от блока приема и обработки геолого-геофизической информации сейсмические и скважинные данные и от, по меньшей мере, одного внешнего измерительного устройства данные азимутального электрического имиджера (FMI); выполнять интерпретацию сейсмических данных, в результате которой определяются данные структурных особенностей геологического разреза и структурные данные о положении горизонтов горных пород, а также выполнять уточнение положения горизонтов по скважинным данным; выполнять анализ сейсмических данных, в результате которого определяют данные о положении горизонтов отсчетной модели, где отсчетная модель является моделью начального состояния структуры, относительно которой рассчитываются смещения и деформации, при этом деформации в отсчетной модели принимают нулевыми; выполнять анализ данных структурных особенностей геологического разреза, структурных данных о положении горизонтов и данных о положении горизонтов отсчетной модели, в результате которого выполнять построение поля деформаций в массиве горных пород, при этом в результате упомянутого анализа посредством процессора выполняют расчеты продольных деформаций пласта горных пород, расчеты сдвиговых деформаций в вертикальной плоскости, расчеты сдвиговых деформаций в горизонтальной плоскости, где в результате упомянутых расчетов получают значения продольных деформаций пласта горных пород, значения сдвиговых деформаций в вертикальной плоскости пласта горных пород и значения сдвиговых деформаций в горизонтальной плоскости; прогнозировать зоны с повышенным содержанием трещин в массиве горных пород на основании построенного поля деформаций в массиве горных пород, в результате которого посредством процессора выполняют расчет объемной и сдвиговой деформации.

[0009] Дополнительно расчеты деформаций пласта горных пород выполняются: а) для продольной деформации посредством: определения значений деформаций удлинения, созданных при переходе кровли пласта горных пород от субгоризонтального начального расположения в состояние, определяемое высотами приближающей окружности, где определение значения деформации удлинения выполняется в соответствии с выражением: где и длина участка отсчетной модели в направлении R и длина участка дуги между точками i-1 и i+1 соответственно, при этом длина дуги определяется на основе расчета ее радиуса ps в сечении, определяющего наименьшее значение отклонения от нее истинного положения точек кровли пласта горных пород и угла соответствующего створа aⁱ; расчета значений продольной деформации в каждой точке сетки окружности с заменой дифференцирования функции перемещений в направлении R на вычисление конечных разностей в соответствии с выражением: где - компонента тензора продольной деформации в направлении R, относящаяся к локальным деформациям, связанным со смещением наблюдаемой структуры относительно приближающей дуги окружности, и - перемещения в соседних точках вдоль оси R, характеризующие изменение участков длин дуги, которые определяются на основе разности высот кровли горизонта пласта горных пород и упомянутой окружности, DR - расстояние между точками i и i+1; и определения, на основе полученных значений деформации удлинения и значений продольной деформации, общей продольной деформации в направлении оси R в соответствии с выражением: б) для сдвиговых деформаций в вертикальной плоскости посредством: расчета сдвиговых деформаций от концентрического поперечного изгиба вдоль оси R в соответствии с выражением: при - кривизна кровли яруса в вертикальной плоскости ROZ, - вертикальные перемещения, рассчитанные от кровли отсчетной модели, - интегральные деформации для всей дуги окружности; и расчета вертикальных отклонений истинного положения кровли горизонта от его приближения окружностью в соответствии с выражением: где - компонента тензора деформации сдвига в вертикальной плоскости ROZ, - перемещение в направлении Z, отсчитываемое от аппроксимирующей дуги окружности до реальной кровли продуктивного яруса, и - перемещения в соседних точках вдоль оси R, DR - расстояние между точками i и i+1; определения, на основе полученных значений деформации общей сдвиговой деформации в вертикальной плоскости в соответствии с выражением в) для сдвиговых деформаций в горизонтальной плоскости в соответствии с выражением: где - компонента тензора деформации сдвига в горизонтальной плоскости, - перемещения в направлении S, реализованные на кулисных разрывах, L_R(S) - горизонтальное расстояние между ограничивающим взбросами в конкретном поперечном сечении вдоль оси R.

[0010] Дополнительно скважинные данные получают посредством бурения скважин в зонах с повышенным содержанием трещин в массиве горных пород, а процессор выполнен с дополнительной возможностью уточнения отсчетной модели по результатам анализа-интерпретации проведенных азимутальным электрическим микроимиджером (FMI) геофизических исследований в пробуренных скважинах, где в результате упомянутого анализа определяют азимутальные направления развития трещин, на основании которых производится уточнение отсчетной модели.

[0017] Дополнительно загрузка выполняется посредством сети приема и передачи данных и приемопередатчика, соединенного с упомянутым процессором, при этом сеть приема и передачи данных может быть проводной и/или беспроводной.

[0012] Очевидно, что как предыдущее общее описание, так и последующее подробное описание даны лишь для примера и пояснения и не являются ограничениями данного изобретения.

Краткое описание чертежей

[0013] Фигура - схематичное изображение компьютерно-реализуемой системы прогнозирования зон с повышенным содержанием трещин в массиве горных пород и расчета объемной и сдвиговой деформации.

Осуществление изобретения:

[0014] Различные аспекты или признаки, описанные в данном документе, могут быть реализованы как система, устройство или изделие с помощью стандартных программно-аппаратных средств. Термин «изделие» при использовании в данном документе имеет намерением содержать в себе вычислительную программу, доступную из любого машиночитаемого устройства, носителя или среды. Например, машиночитаемые носители могут включать в себя, но не только, магнитные устройства хранения (к примеру, жесткий диск, гибкий диск, магнитную ленту и т.д.), оптические диски (к примеру, компакт-диск (CD), универсальный цифровой диск (DVD), смарт-карты и устройства флэш-памяти (к примеру, EPROM, карточка, карта, флэш-диск и т.д.). Дополнительно различные носители хранения, описанные в данном документе, могут представлять одно или более устройств и/или других машиночитаемых носителей для хранения информации. Термин «машиночитаемый носитель» может включать в себя, без ограничений, беспроводные каналы и различные другие носители, допускающие хранение, размещение и/или перенос команд(ы) и/или данных. Данные в заявленном решении могут передаваться между устройствами с помощью шин данных, с помощью стандартных сетевых средств обмена данными (например, CAN, Ethernet, Token Ring), с помощью обмена данными через общую оперативную память, с помощью обмена данными через файл в файловой системе, с помощью интегральных схем обмена данными по шинам данных, с помощью использования систем управления баз данных и т.д. Конкретный способ обмена данными между компонентами устройства не влияет на суть данного изобретения.

[0015] Следует принимать во внимание, что память, входящая в состав системы в данном документе, может быть энергозависимыми запоминающими устройствами или энергонезависимыми запоминающими устройствами, либо может включать в себя и энергозависимое, и энергонезависимое запоминающее устройство. В качестве иллюстрации, но не ограничения, память может включать в себя постоянное запоминающее устройство (ROM), программируемое ROM (PROM), электрически программируемое ROM (EPROM), электрически стираемое PROM (EEPROM), флэш-память (SSD), жесткий диск (HDD), компакт-диск (CD), DVD-диск. Энергозависимое запоминающее устройство может включать в себя синхронное RAM (SRAM), динамическое RAM (DRAM), синхронное DRAM (SDRAM), SDRAM с двойной скоростью передачи данных (DDR SDRAM), улучшенное SDRAM (ESDRAM), Synchlink DRAM (SLDRAM) и direct Rambus RAM (DRRAM).

[0016] Схематическое изображение заявленной компьютерно-реализуемой системы прогнозирования зон с повышенным содержанием трещин в массиве горных пород и расчета объемной и сдвиговой деформации показано на фигуре. Необходимо отметить, что в контексте настоящего изобретения, система реализована посредством вычислительного устройства 1. Вычислительное устройство 1 соединено с блоком 7 приема и обработки геолого-геофизической информации посредством сети 5 приема и передачи данных и приемопередатчика 6. Система содержит процессор 2, память 3, блок 7 приема и обработки геолого-геофизической информации и, по меньшей мере, одно внешнее измерительное устройство 4. В дополнительном аспекте вычислительное устройство 1 соединено с измерительным устройством 4 посредством сети 5 приема и передачи данных и приемопередатчика 6.

[0017] Память 3 хранит инструкции, которые побуждают процессор 2 выполнять этапы для прогнозирования зон с повышенным содержанием трещин в массиве горных пород и расчета объемной и сдвиговой деформации. В соответствии с упомянутыми этапами инструкции побуждают процессор 2 загружать сейсмические и скважинные данные от блока 7 приема и обработки геолого-геофизической информации, загружать и обрабатывать данные азимутального электрического имиджера (FMI), принятые от, по меньшей мере, одного внешнего измерительного устройства 4. Сейсмические данные могут быть одним из: сейсмическими кубами, разрезами и т.п. В качестве измерительного устройства 4 может быть использован, по меньшей мере, один из следующих приборов: азимутальный электрический микроимиджер (FMI), ультразвуковой скважинный сканер (UBI) и т.п. Данные приборы даны лишь для пояснения и не ограничивают объем возможных средств для регистрации сейсмических данных и скважинных данных. Блок 7 приема и обработки геолого-геофизической информации может быть представлен в виде устройств загрузки двумерных или трехмерных сейсмических изображений массива горных пород, и реализован, например, в виде вычислительного устройства, имеющего следующие характеристики: центральный процессор Intel Core i3 10100F, оперативная память DDR4, 8 Гб, жесткий диск 600 Гб, блок питания 450 Вт, сетевой интерфейс: 1 Гб/сек. В качестве альтернативы скважинные данные получают посредством бурения скважин в зонах с повышенным содержанием трещин в массиве горных пород. В данном случае процессор 2 выполнен с дополнительной возможностью уточнения отсчетной модели по результатам анализа-интерпретации проведенных азимутальным электрическим микроимиджером (FMI) геофизических исследований в пробуренных скважинах. В результате упомянутого анализа определяют азимутальные направления развития трещин, на основании которых производится уточнение отсчетной модели.

[0018] После упомянутой загрузки процессор 2 выполняет интерпретацию сейсмических данных, в результате которой определяются данные структурных особенностей геологического разреза и структурные данные о положении горизонтов горных пород, а также выполняет уточнение положения горизонтов по скважинным данным.

[0019] Затем процессор 2 выполняет анализ результатов интерпретации сейсмических данных, в результате которого определяют данные о положении горизонтов отсчетной модели. Отсчетная модель является моделью начального состояния структуры, относительно которой рассчитываются смещения и деформации. Деформации в отсчетной модели принимают нулевыми.

[0020] Далее процессор 2 выполняет анализ данных структурных особенностей геологического разреза, структурных данных о положении горизонтов и данных о положении горизонтов отсчетной модели, в результате которого выполняет построение поля деформаций в массиве горных пород. В результате упомянутого анализа процессор 2 выполняет расчеты продольных деформаций пласта горных пород, расчеты сдвиговых деформаций в вертикальной плоскости, расчеты сдвиговых деформаций в горизонтальной плоскости. В результате упомянутых расчетов получаются значения продольных деформаций пласта горных пород, значения сдвиговых деформаций в вертикальной плоскости пласта горных пород и значения сдвиговых деформаций в горизонтальной плоскости. Расчеты деформаций пласта горных пород выполняются в ходе разрешения системы уравнений равновесия для пороупругой среды в предположении линейных деформаций где μ, λ - коэффициенты Ламе; - вектор смещений; запись u_ij обозначает частное дифференцирование i-ой компоненты вектора (тензора) по j-ой координате, т.е. α - коэффициент Био; р - поровое давление; ρ - средняя плотность породы;b₁ - компонента вектора массовых сил (0,0,-g). Граничные условия для решения системы задаются в виде где Г - граница расчетной области Ω отвечающая кровле и подошве пласта, - заданные смещения относительно отсчетной модели, - вектор координат расчетной области. Для формирования итерационной вычислительной процедуры используется метод взвешенных невязок, с помощью которого происходит аппроксимация дифференциальных уравнений в частных производных и их сведение к системе линейных алгебраических уравнений, где переменными являются узловые смещения. В результате определяются компоненты тензора деформации.

[0021] В качестве альтернативы, расчеты компонент поля деформации выполняются в локальной системе координат RSZ, связанной с центром геологической структуры, направлением ее простирания (S) и направлением ортогональным к нему (R). Центр этой системы координат связан с пространственным центром горизонтов и ограничивающих взбросов, используемых для обработки. В направлении оси R используется индекс i, а по направлению простирания структуры S - индекс j, для каждого целевого горизонта - индекс к. Расчеты деформаций пласта горных пород выполняются: а) для продольной деформации посредством: определения значений деформаций удлинения, созданных при переходе кровли пласта горных пород от субгоризонтального начального расположения (отсчетной модели) в состояние, определяемое высотами приближающей окружности, где определение значения деформации удлинения выполняется в соответствии с выражением: где и длина участка отсчетной модели в направлении R и длина участка дуги между точками i-1 и i+1 соответственно, при этом длина дуги определяется на основе расчета ее радиуса Ps в сечении, определяющего наименьшее значение отклонения от нее истинного положения точек кровли пласта горных пород и угла соответствующего створа αⁱ; расчета значений продольной деформации, относящейся к локальным деформациям, связанным со смещением наблюдаемой структуры относительно приближающей дуги окружности, в каждой точке сетки окружности в соответствии с выражением: где - компонента тензора продольной деформации в направлении R, относящаяся к локальным деформациям, связанным со смещением наблюдаемой структуры относительно приближающей дуги окружности, и - перемещения в соседних точках вдоль оси R, характеризующие изменение участков длин дуги, которые определяются на основе разности высот кровли горизонта пласта горных пород и упомянутой окружности, DR - расстояние между точками i и i+1, где углы наклона участка кровли между точками i+1 и i-1, углы наклона участка асимптоты в виде дуги приближающей окружности между точками i+1 и i-1; для учета неравномерности распределения деформаций при пластическом деформировании производится распределение деформаций пропорционально весам, коэффициенты которых определяются кривизной кровли яруса при где - кривизна кровли яруса в вертикальной плоскости ROZ, - вертикальные перемещения, рассчитанные от кровли отсчетной модели; и определения, на основе полученных значений деформации удлинения и значений продольной деформации, общей продольной деформацию в направлении оси R в соответствии с выражением: ; продольные деформации в поперечном направлении определяются согласно и где - компонента тензора продольной деформации в направлении S (локальная система координат RSZ); - перемещение в направлении S; и - перемещения в соседних точках j+1, j-1 вдоль оси S; DS - расстояние между точками j+1 и j; углы наклона реального участка кровли между точками j+1 и j-1; перехода к логарифмическим деформациям осуществляется по формуле продольные деформации в вертикальном направлении рассчитываются по формуле где - компонента тензора продольной деформации в направлении Z (локальная система координат RZS); U_Z -перемещение в вертикальном направлении Z, - мощность горизонта ячейки i,j до деформирования - мощность пласта в ячейке i,j; переход к логарифмическим деформациям осуществляется по формуле б) для сдвиговых деформаций в вертикальной плоскости посредством: расчета сдвиговых деформаций от концентрического поперечного изгиба вдоль оси R в соответствии с выражением: где деформация упругого сдвига; Ω_R - площади поперечного сечения горизонта в плоскости SOZ; G - модуль упругого сдвига; v - коэффициент Пуассона; для учета квазипластического состояния используется распределение в точках сетки пропорционально весам, коэффициенты которых определяются кривизной реальной кровли яруса при где - кривизна кровли яруса в вертикальной плоскости ROZ, - вертикальные перемещения, рассчитанные от кровли отсчетной модели, - интегральные деформации для всей дуги окружности; и расчета вертикальных отклонений истинного положения кровли горизонта от его приближения окружностью в соответствии с выражением: где - компонента тензора деформации сдвига в вертикальной плоскости ROZ, U_Z - перемещение в направлении Z, отсчитываемое от аппроксимирующей дуги окружности до реальной кровли продуктивного яруса, и - перемещения в соседних точках вдоль оси R, DR - расстояние между точками i и i+1; определения, на основе полученных значений деформации общей сдвиговой деформации в вертикальной плоскости в соответствии с выражением другая компонента сдвига в вертикальной плоскости связана с вертикальным смещением где - компонента тензора деформации сдвига в вертикальной плоскости ROZ; и - перемещения в соседних точках вдоль оси S, DS - расстояние между точками j+1 и j; в логарифмических координатах записывается как в) для сдвиговых деформаций в горизонтальной плоскости в соответствии с выражением: где - компонента тензора деформации сдвига в горизонтальной плоскости, - перемещения в направлении S, реализованные на кулисных разрывах, - горизонтальное расстояние между ограничивающим взбросами в конкретном поперечном сечении вдоль оси R; в логарифмических координатах записывается как Таким образом, в вычислительном устройстве 1 реализован алгоритм расчета компонентов тензора деформаций в локальной системе координат, который опирается на структурные данные о горизонтально расслоенном массиве, смятом в складки разного масштабного ранга. Эти данные вычислительное устройство получает из блока 7 приема и обработки геолого-геофизической информации посредством сети 5 приема и передачи данных.

[0022] На конечном этапе процессор 2 выполняет расчеты по определению зон с повышенным содержанием трещин в массиве горных пород на основании построенного поля деформаций в массиве горных пород, в ходе которого посредством процессора выполняют расчет инвариантов объемной (Q) и сдвиговой (I2) деформации в соответствии с выражениями и а интенсивность трещиноватости (F) определяется как сумма инвариантов объемной и сдвиговой деформации в результате разбиения объемной деформации и интенсивности сдвиговой деформации на классы по равночастотному принципу.

[0023] Далее будет приведен пример реализации данного изобретения. Компьютерно-реализуемая система прогнозирования зон с повышенным содержанием трещин была реализована на месторождении с трещинноватым типом коллектора. С помощью блока приема и обработки сейсмических данных были подготовлены данные сейсмического 3D куба.

[0024] Для определения положения отсчетной модели целевого пласта использованы данные о положении целевого горизонта в обе стороны за пределами ограничивающих взбросов, то есть в тех зонах, где предполагается сохранение мощности горизонтов палеоструктуры. За пределами рассматриваемой структуры на некотором расстоянии от ограничивающих взбросов глубина кровли целевого пласта уже мало изменяется. Геометрия (кровля и подошва массива горных пород) горизонтов в отсчетной модели определена средней глубиной ярусов в современном их состоянии на некотором расстоянии от ограничивающих взбросов.

[0025] Определены компоненты поля деформации в соответствии с описанными формулами расчета Результаты расчета поля деформаций позволяют получить данные о величинах главных продольных деформаций и направлениях, в которых они реализуются. На их основе рассчитаны инварианты тензора деформаций: объемной Q и инварианта интенсивности сдвиговой деформации тензора деформаций I₂.

[0026] Было произведено разбиение объемной деформации и интенсивности сдвиговой деформации на классы по равночастотному принципу. В данном примере использовалось разбиение на 5 классов. Таким образом, мы получили новые категориальные параметры, определенные в каждой расчетной ячейке, их значения изменяются от 1 до 5.

[0027] Для верификации результатов применения системы были использованы скважинные данные (удельный коэффициент продуктивности Кпр), которые не учитывались ранее. Показано, что в наилучший класс 5 интенсивности трещиноватости попали скважины с самым высоким Кпр скважин, тогда как в класс 1 по интенсивности попали скважины с наименьшим Кпр. Класс 1: средний Кпр=0,97±0,7 м³/сут/атм, класс 2: Кпр=2,0±1,1 м³/сут/атм, класс 3: Кпр=3,8±1,4 м³/сут/атм, класс 4: Кпр=4,8±1,0 м³/сут/атм, класс 5: Кпр=6,0±1,2 м³/сут/атм. Сравнение произведено более чем на 50 скважинах, что говорит о статистической значимости полученных результатов. В связи с тем, что в примере рассматривается месторождение с коллектором трещинного типа, то можно говорить о прямой связи количества вскрытых трещин и удельном коэффициенте продуктивности.

[0028] Таким образом, показана возможность использования компьютерно-реализуемой системы прогнозирования зон с повышенным содержанием трещин в массиве горных пород и расчета объемной и сдвиговой деформации.

[0029] В рамках рассматриваемого примера расчеты в вычислительном устройстве 1 реализованы на языке программирования FORTRAN с компилляторами Intel® Fortran Compiler Classic на базе Microsoft Visual Studio/GCC PGU Gfortran и Python (данные языки программирования даны лишь для пояснения и не ограничивают объем возможных инструментов для реализации приведенных выше формул), а устройство 1 реализовано в виде компьютера, имеющего следующие характеристики: центральный процессор Intel Core i3 10100F, оперативная память DDR4, 8 Гб, жесткий диск 600 Гб, блок питания 450 Вт, сетевой интерфейс: 1 Гб/сек.

[0030] Хотя данное изобретение было показано и описано со ссылкой на определенные варианты его осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что различные изменения и модификации могут быть сделаны в нем, не покидая фактический объем изобретения. Следовательно, описанные варианты осуществления имеют намерение охватывать все подобные преобразования, модификации и разновидности, которые попадают под сущность и объем прилагаемой формулы изобретения.

1. Компьютерно-реализуемая система прогнозирования зон с повышенным содержанием трещин в массиве горных пород и расчета объемной и сдвиговой деформации, состоящая из процессора и памяти, с сохраненными в ней инструкциями, при этом инструкции при их исполнении процессором побуждают процессор:

- загружать от блока приема и обработки геолого-геофизической информации сейсмические и скважинные данные и от, по меньшей мере, одного внешнего измерительного устройства данные азимутального электрического имиджера (FMI);

- выполнять интерпретацию сейсмических данных, в результате которой определяются данные структурных особенностей геологического разреза и структурные данные о положении горизонтов горных пород, а также выполнять уточнение положения горизонтов по скважинным данным;

- выполнять анализ сейсмических данных, в результате которого определяют данные о положении горизонтов отсчетной модели, где отсчетная модель является моделью начального состояния структуры, относительно которой рассчитываются смещения и деформации, при этом деформации в отсчетной модели принимают нулевыми;

- выполнять анализ данных структурных особенностей геологического разреза, структурных данных о положении горизонтов и данных о положении горизонтов отсчетной модели, в результате которого выполнять построение поля деформаций в массиве горных пород, при этом в результате упомянутого анализа посредством процессора выполняют расчеты продольных деформаций пласта горных пород, расчеты сдвиговых деформаций в вертикальной плоскости, расчеты сдвиговых деформаций в горизонтальной плоскости, где в результате упомянутых расчетов получают значения продольных деформаций пласта горных пород, значения сдвиговых деформаций в вертикальной плоскости пласта горных пород и значения сдвиговых деформаций в горизонтальной плоскости;

- прогнозировать зоны с повышенным содержанием трещин в массиве горных пород на основании построенного поля деформаций в массиве горных пород, в результате которого посредством процессора выполняют расчет объемной и сдвиговой деформации.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что расчеты деформаций пласта горных пород выполняются:

а) для продольной деформации посредством:

определения значений деформаций удлинения, созданных при переходе кровли пласта горных пород от субгоризонтального начального расположения в состояние, определяемое высотами приближающей окружности, где определение значения деформации удлинения выполняется в соответствии с выражением: где и - длина участка отсчетной модели в направлении R и длина участка дуги между точками i-1 и i+1 соответственно, при этом длина дуги определяется на основе расчета ее радиуса в сечении, определяющего наименьшее значение отклонения от нее истинного положения точек кровли пласта горных пород и угла соответствующего створа αⁱ;

расчета значений продольной деформации в каждой точке сетки окружности с заменой дифференцирования функции перемещений в направлении R на вычисление конечных разностей в соответствии с выражением: где - компонента тензора продольной деформации в направлении R, относящаяся к локальным деформациям, связанным со смещением наблюдаемой структуры относительно приближающей дуги окружности, и - перемещения в соседних точках вдоль оси R, характеризующие изменение участков длин дуги, которые определяются на основе разности высот кровли горизонта пласта горных пород и упомянутой окружности, DR - расстояние между точками i и i+1; и определения, на основе полученных значений деформации удлинения и значений продольной деформации, общей продольной деформации в направлении оси R в соответствии с выражением: ;

б) для сдвиговых деформаций в вертикальной плоскости посредством: расчета сдвиговых деформаций от концентрического поперечного изгиба вдоль оси R в соответствии с выражением: при где - кривизна кровли яруса в вертикальной плоскости ROZ, - вертикальные перемещения, рассчитанные от кровли отсчетной модели, - интегральные деформации для всей дуги окружности; и расчета вертикальных отклонений истинного положения кровли горизонта от его приближения окружностью в соответствии с выражением: где - компонента тензора деформации сдвига в вертикальной плоскости ROZ, U_Z - перемещение в направлении Z, отсчитываемое от аппроксимирующей дуги окружности до реальной кровли продуктивного яруса, и - перемещения в соседних точках вдоль оси R, DR - расстояние между точками i и i+1;

определения, на основе полученных значений деформации общей сдвиговой деформации в вертикальной плоскости в соответствии с выражением ;

в) для сдвиговых деформаций в горизонтальной плоскости в соответствии с выражением: где - компонента тензора деформации сдвига в горизонтальной плоскости, U_S - перемещения в направлении S, реализованные на кулисных разрывах, L_R(S) - горизонтальное расстояние между ограничивающим взбросами в конкретном поперечном сечении вдоль оси R.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что скважинные данные получают посредством бурения скважин в зонах с повышенным содержанием трещин в массиве горных пород, а процессор выполнен с дополнительной возможностью уточнения отсчетной модели по результатам анализа-интерпретации проведенных азимутальным электрическим микроимиджером (FMI) геофизических исследований в пробуренных скважинах, где в результате упомянутого анализа определяют азимутальные направления развития трещин, на основании которых производится уточнение отсчетной модели.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что загрузка выполняется посредством сети приема и передачи данных и приемопередатчика, соединенного с упомянутым процессором, при этом сеть приема и передачи данных может быть проводной и/или беспроводной.